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ナビゲーションarXiv:2602.18606

OVerSeeC: 衛星画像と自然言語からのオープンボキャブラリ・コストマップ生成

OVerSeeC: Open-Vocabulary Costmap Generation from Satellite Images and Natural Language

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衛星画像と自然言語の指示から、LLMとオープンボキャブラリ・セグメンテーションを組み合わせて、未知の地形やミッション固有の走行ルールに対応した実行可能なコストマップをゼロショットで生成するフレームワーク。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 衛星画像と自然言語から、長距離計画用のglobal costmapを生成する問題を扱う。 - テスト時にmission-specificな走行ルールやentityが自然言語で与えられる設定。 - 既存の固定ontologyや静的cost mappingでは対応できない柔軟性が求められる。 - OVerSeeCはzero-shot modular frameworkで、Interpret-Locate-Synthesizeに分解する。 - LLMがentityとranked preferencesを抽出し、open-vocabulary segmentationが高解像度画像からentityを同定し、LLMが実行可能なcostmap codeを合成する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存手法は固定ontologyと静的cost mappingに依存し、mission要件の変化や未知のterrain entityに対応できない。 - foundation modelは言語解釈やopen-vocabulary perceptionに優れるが、単一モデルではmission directiveの解析、大規模画像中の任意entityの位置特定、実行可能なcost functionの合成を同時にできない。 - OVerSeeCはmodular compositionにより、open-vocabularyでpreference-alignedなcostmap生成をzero-shotで実現する点が新しい。 - 分布シフトに対するrobustnessも示す。

3. 技術・手法の肝は?

- Interpret-Locate-Synthesizeの3段階からなるzero-shot modular framework。 - (i) LLMが自然言語からentityとranked preferencesを抽出する。 - (ii) open-vocabulary segmentation pipelineが高解像度衛星画像からこれらのentityを同定する。 - (iii) LLMがユーザの自然言語preferencesとmaskを用いて実行可能なcostmap codeを合成する。 - これにより、未知entityやranked・compositional preferencesに対応する。

4. どうやって有効だと検証した?

- 新規entityを扱えること、rankedおよびcompositional preferencesを尊重することを実証。 - 多様な地域において、生成されたroutesが人間が描いたtrajectoriesと一致することを確認。 - 分布シフトに対するrobustnessを示す。 - 具体的なデータセット名や評価指標は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 要旨からは明示的な議論や限界は不明。 - ただし、modular composition of foundation modelsがopen-vocabularyでpreference-alignedなcostmap生成を可能にし、scalableでmission-adaptiveなglobal planningに寄与する点が示唆される。 - 今後の課題や制約についての言及は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。 - 関連手法として、open-vocabulary segmentation、LLM-based planning、costmap generation、satellite imagery navigationなどが挙げられる。 - 同分野の定番として、CLIP、Segment Anything、LLM-based planners、costmap learningなどが考えられるが、要旨に具体的な論文名はない。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Rwik Rana, Jesse Quattrociocchi, Dongmyeong Lee, Christian Ellis, Amanda Adkins, Adam Uccello, Garrett Warnell, Joydeep Biswas

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Aerial imagery provides essential global context for autonomous navigation, enabling route planning at scales inaccessible to onboard sensing. We address the problem of generating global costmaps for long-range planning directly from satellite imagery when entities and mission-specific traversal rules are expressed in natural language at test time. This setting is challenging since mission requirements vary, terrain entities may be unknown at deployment, and user prompts often encode compositional traversal logic. Existing approaches relying on fixed ontologies and static cost mappings cannot accommodate such flexibility. While foundation models excel at language interpretation and open-vocabulary perception, no single model can simultaneously parse nuanced mission directives, locate arbitrary entities in large-scale imagery, and synthesize them into an executable cost function for planners. We therefore propose OVerSeeC, a zero-shot modular framework that decomposes the problem into Interpret-Locate-Synthesize: (i) an LLM extracts entities and ranked preferences, (ii) an open-vocabulary segmentation pipeline identifies these entities from high-resolution imagery, and (iii) the LLM uses the user's natural language preferences and masks to synthesize executable costmap code. Empirically, OVerSeeC handles novel entities, respects ranked and compositional preferences, and produces routes consistent with human-drawn trajectories across diverse regions, demonstrating robustness to distribution shifts. This shows that modular composition of foundation models enables open-vocabulary, preference-aligned costmap generation for scalable, mission-adaptive global planning.

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